Dalam posting ini saya akan berbicara tentang sejarah texturing dalam video game tiga dimensi. Sejak penampilan pertama 3D real-time di konsol rumah, kami telah menempuh perjalanan panjang, tetapi bahkan hari ini, ketika membuat tekstur game, beberapa praktik telah diterapkan yang berakar pada tahun-tahun awal tersebut.
Untuk memulai, mari kita bicara sedikit tentang dasar-dasar - perbedaan antara rendering real-time dan adegan yang dirender sebelumnya. Render waktu nyata digunakan di sebagian besar game 3D. Mesin dalam hal ini menggambar gambar secara real time. Untuk membuat bingkai tunggal dari adegan yang dipra-prerender membutuhkan daya komputasi yang besar.
Karena itu, kami mendapatkan tingkat kualitas yang berbeda. Render waktu nyata diperlukan oleh game untuk interaktivitas. Elemen statis seperti sisipan sinematik atau latar belakang tetap dapat dibuat dengan pra-rendering. Perbedaan hasil sangat besar. Inilah latar belakang dan karakter waktu nyata dari permainan 1999:
Pra-rendering memungkinkan Anda untuk membuat banyak adegan yang mahal untuk di-render, yang bisa memakan waktu berjam-jam atau bahkan berhari-hari untuk membuat satu frame. Untuk gambar atau film, ini cukup normal. Tetapi gim harus terus-menerus membuat 30-60 frame per detik. Oleh karena itu, di awal permainan 3D harus pergi ke penyederhanaan yang hebat.
Pada konsol 16-bit, Star Fox adalah salah satu contoh pertama dari 3D real-time, tetapi Donkey Kong Country juga menggunakannya, di mana grafis tiga dimensi yang dibuat sebelumnya dikonversi menjadi sprite (dengan palet warna yang sangat disederhanakan). Untuk waktu yang lama, tidak ada hal lain yang bisa terlihat baik secara real time.
Ketika kami beralih ke konsol 3D nyata (seperti N64 dan PS1), kami akhirnya melihat kemampuan rendering waktu nyata. Anda tidak dapat menggunakan sumber cahaya untuk membakar bayangan atau pencahayaan di tempat kejadian, materi tidak merespon cahaya, tidak ada "pemetaan benjolan", hanya geometri dan tekstur resolusi rendah. Bagaimana para seniman bisa mengatasi ini?
Misalnya, informasi tentang pencahayaan digambar pada tekstur (bayangan, sorotan, kedalaman), atau dicat pada setiap sudut segitiga, atau kedua pendekatan digunakan. Bayangan karakter biasanya tekstur sederhana yang mengikuti karakter. Membuat bayangan yang benar tidak mungkin.
Dimungkinkan untuk mencapai naungan paling sederhana pada model, tetapi ia biasanya tidak memiliki informasi pencahayaan yang benar. Permainan seperti Ocarina of Time dan Crash Bandicoot menggunakan banyak informasi pencahayaan, yang direkam dalam tekstur dan menggambar pada simpul geometri. Ini memungkinkan untuk membuat berbagai area lebih terang, lebih gelap, atau untuk memberi mereka keteduhan tertentu.
Pada masa itu, untuk mengatasi keterbatasan seperti itu, sejumlah besar karya kreatif diperlukan. Hingga tingkat yang berbeda, menggambar atau menulis informasi pencahayaan ke dalam tekstur masih digunakan sampai sekarang. Tetapi karena rendering real-time menjadi lebih baik, kebutuhan akan teknik tersebut berkurang.
Jadi, perangkat keras generasi mendatang diperlukan untuk menyelesaikan lebih banyak masalah. Generasi konsol berikutnya - PS2, Xbox dan Gamecube - mencoba mengatasi beberapa dari mereka. Lompatan penting pertama dalam kualitas adalah peningkatan resolusi tekstur dan pencahayaan yang lebih baik.
Salah satu game penting dalam hal ini adalah Silent Hill 2. Terobosan paling serius dari game ini pada tahun 2001 adalah penggunaan casting bayangan secara real time. Ini berarti bahwa sebagian informasi pencahayaan yang direkam dalam tekstur dapat dikecualikan, tetapi sebagian besar informasi tersebut digunakan secara aktif pada generasi ini.
Faktor yang menentukan untuk ini dan permainan lainnya pada zaman itu adalah resolusi. Karena jumlah piksel yang lebih besar, mereka dapat menyimpan lebih banyak detail mikro. Namun sejauh ini hanya informasi tentang warna dan pencahayaan difus. Peta benjolan dan peta refleksi jarang digunakan saat itu. Tidak mungkin mendapatkan reaksi yang benar terhadap cahaya dari bahan.
Ada alasan lain untuk popularitas memanggang informasi dalam tekstur. Dalam adegan yang dibuat sebelumnya, ini tidak masalah, di dalamnya pakaian itu benar-benar terlihat seperti kain, dan kaca, rambut, dan kulitnya tampak meyakinkan. Untuk rendering real-time, diperlukan embossed texturing, dan itu muncul, tetapi hanya mendekati akhir generasi ini (hanya di xbox).
Refleksi dan peta normal muncul dalam permainan seperti Halo 2 dan Doom 3. Peta specular memungkinkan permukaan merespon pencahayaan secara lebih alami, misalnya, logam dapat benar-benar bersinar, dan sebagainya. Peta normal memungkinkan Anda untuk merekam lebih banyak detail yang tidak dapat dicapai pada objek dengan jumlah poligon yang rendah.
Jika Anda bekerja dengan 3D, maka Anda tahu apa itu peta normal. Ini adalah jenis tekstur timbul yang memungkinkan permukaan merespon pencahayaan dengan lebih detail daripada kerumitan model. Ini adalah tekstur paling penting yang digunakan di hampir setiap game yang dirilis setelah generasi ini.
Setelah munculnya peta normal, pendekatan seniman untuk membuat tekstur telah berubah. Untuk menghasilkan peta normal, Anda harus menghabiskan lebih banyak waktu untuk membuat model. Sudah menjadi norma untuk menggunakan alat pahat seperti Zbrush, yang memungkinkan Anda untuk memanggang model poli tinggi menjadi tekstur yang dapat digunakan pada objek dengan poli rendah.
Sebelum teknologi ini, sebagian besar tekstur digambar tangan atau dibuat dari foto di Photoshop. Di era Xbox 360 dan PS3, metode ini untuk banyak permainan adalah hal di masa lalu, karena seiring dengan peningkatan resolusi, kualitas model juga meningkat.
Selain itu, berkat naungan yang dihitung sebelumnya, perilaku material telah sangat meningkat. Bagi banyak seniman, ini menjadi titik balik. Materi menjadi jauh lebih rumit dari sebelumnya. Demo 2005 ini melampaui semua yang datang sebelum dia. Pada saat itu, bahkan tidak ada Xbox 360.
Pendekatan baru untuk pencahayaan panggung juga telah muncul - model oklusi ambient. Render waktu-nyata lagi harus mengejar ketinggalan dengan prerender. AO terlalu mahal untuk render waktu-nyata, jadi artis baru mulai menulisnya dalam tekstur! AO menciptakan bayangan tidak langsung dari sumber cahaya yang terlalu kecil untuk ditampilkan secara detail.
Bahkan hari ini, AO real-time tidak dapat dicapai 100%, tetapi kami sudah dekat dengan itu! Berkat proses seperti SSAO dan DFAO, situasinya telah sangat membaik dibandingkan 10 tahun yang lalu. Kartu AO yang dipanggang masih digunakan, tetapi mungkin ketika penyaji menjadi lebih baik, mereka akan dibuang.
Untuk meringkas: di era PS3 dan X360, kami melihat lompatan resolusi yang lebih besar dibandingkan dengan generasi sebelumnya, dan tekstur baru muncul untuk permukaan dengan bayangan. Dan, tentu saja, kualitas pencahayaan telah meningkat! Anda bisa mendapatkan bayangan real-time untuk seluruh adegan atau membakar pencahayaan untuk menambah detail.
Semuanya sepertinya baik-baik saja? Tapi masih ada kekurangan. Resolusi rendah model dan tekstur, ditambah biaya tinggi karena shader baru. Dan jangan lupa resolusi yang dikeluarkan oleh game. Hanya 720p! (Selain itu, corak font pada televisi CRT telah menjadi masalah).
Masalah lain tetap peta spekulatif. Pada saat itu, setiap objek hanya memiliki satu kartu “kecemerlangannya”. Ini adalah batasan besar. Bahannya tampak tidak nyata. Oleh karena itu, beberapa pengembang mulai membagi peta refleksi. Salah satu contoh pertama adalah permainan Bioshock Infinite.
Peta refleksi sekarang dibagi berdasarkan jenis material (kayu, emas, beton, dll.) Dan berdasarkan “usia tua” (retak, aus, dll.). Acara ini bertepatan dengan munculnya model shading tipe baru - Rendering Berbasis Fisik, PBR (Rendering Fisik yang Benar).
Ini membawa kita hari ini ke generasi sekarang. PBR telah menjadi standar untuk banyak game. Teknik ini dipopulerkan oleh Pixar, membakukannya sebagai cara untuk membuat bahan yang masuk akal dalam grafik komputer. Dan itu bisa diterapkan secara real time!
Selain itu, industri telah meningkatkan conveyor yang muncul pada efek layar generasi sebelumnya. Aspek-aspek seperti koreksi nada dan koreksi warna telah meningkat pada generasi saat ini. Pada generasi sebelumnya, ini akan membutuhkan waktu lama untuk mengatur tekstur.
Jika Anda tertarik mempelajari lebih lanjut tentang game lama dan teknik renderingnya, saya sangat merekomendasikan seri DF Retro di digitalfoundry. Penulis melakukan pekerjaan yang fantastis untuk menganalisis game individu, seperti Silent Hill 2.
Sebagai perbandingan, saya akan menunjukkan seperti apa game 3D pertama dan jenis pekerjaan apa yang dibutuhkan hari ini untuk menciptakan satu-satunya tekstur dalam game.
Mari kita juga menyebutkan secara singkat beberapa teknik yang dikembangkan di era sebelumnya yang masih digunakan sampai sekarang! Ada banyak tekstur "bergaya" yang merekam informasi pencahayaan. Paling aktif menggunakan Blizzard.
Perusahaan ini menggabungkan keterbatasan teknis dengan sikap bijaksana terhadap grafik, dan mencapai hasil yang luar biasa. Mungkin mereka tidak menggunakan banyak tekstur yang sama seperti di game AAA lainnya, tetapi hasilnya tidak bisa disebut buruk.
Dan kadang-kadang, berkat teknik PBR dan tekstur yang digambar tangan / disederhanakan, Anda bisa melangkah sangat jauh. Ini difasilitasi oleh kehadiran mesin modern dengan banyak fungsi.